(57)【要約】【課題】湯を沸き上げる際に発生する膨張水が、ユーザに水漏れしていると誤解されたり、凍結して湯の加熱を停止したりしないようにする。【解決手段】加熱手段６により水を温める際に起こる貯湯タンク２の内圧上昇を膨張水Ｈとして圧力逃がし弁１３から逃がし、この膨張水Ｈを膨張水蒸発手段１４で貯湯タンク２に貯めた湯の熱を利用して蒸発させる構成としている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱手段により温めた湯を貯める貯湯タンクと、貯湯タンク内の内圧を逃がす圧力逃がし弁と、この圧力逃がし弁から排出される膨張水を、貯湯タンクに貯めた湯の熱を利用して蒸発させるようにした膨張水蒸発手段を備えた貯湯式給湯装置。
【請求項２】
膨張水蒸発手段は、貯湯タンクの上面に密着するようにした請求項１記載の貯湯式給湯装置。
【請求項３】
膨張水蒸発手段は、略ドーナッツ形状とした請求項１または２記載の貯湯式給湯装置。
【請求項４】
加熱手段により温めた湯を貯める貯湯タンクと、貯湯タンク内の内圧を逃がす圧力逃がし弁と、この圧力逃がし弁から排出される膨張水を、膨張水加熱ヒータにより温めて蒸発させるようにしたヒータ式膨張水蒸発手段を備えた貯湯式給湯装置。
【請求項５】
ヒ−タ式膨張水蒸発手段は、貯湯タンクの上面に密着するようにした請求項３記載の貯湯式給湯装置。
【請求項６】
ヒータ式膨張水蒸発手段は、略ドーナッツ形状とした請求項４または５記載の貯湯式給湯装置。
【請求項７】
蒸発した膨張水は貯湯式給湯装置の機器外に放出するようにした請求項１〜６のいずれか１項記載の貯湯式給湯装置。
【請求項８】
加熱手段により温めた湯を貯める貯湯タンクと、貯湯タンク内の内圧を逃がす圧力逃がし弁と、この圧力逃がし弁から排出される膨張水を貯める膨張水タンクを備えた貯湯式給湯装置。
【請求項９】
膨張水タンクは、貯湯式給湯装置の機器本体より着脱自在な構成とした請求項８記載の貯湯式給湯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、貯湯式給湯装置における膨張水処理構成に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電気温水器、またはヒートポンプ給湯器などの貯湯式給湯装置においては、加熱手段により水を温める過程において、貯湯タンク容積の約３％が膨張水として貯湯タンク外に放出されるようになっている。この膨張水は、水温の温度上昇に伴い、水の体積が膨張することにより発生するものである。水の体積が膨張すると、貯湯タンクの内圧が上昇し、貯湯タンクあるいはその他の貯湯タンクに接続されている部品を破損する原因となるので、所定の圧力以上に貯湯タンクの内圧が上昇しないように貯湯タンク内の湯を膨張水として貯湯タンク外に放出するようになっている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
以下、その構成を図に基づいて説明する。図５（ａ）と（ｂ）において、４１は電気温水器の製品、４２は円筒形状の貯湯タンクで、給水管４３から給水が行われ、加熱ヒータ４４により水を加熱し、出湯管４５に接続されたカラン４６から出湯するようになっている。４７は貯湯タンク４２に配管接続された圧力逃がし弁で、水の加熱により発生する水の体積膨張を膨張水Ｗとして貯湯タンク４２より排出し、貯湯タンク４２の内圧上昇を防止している。４８は圧力逃がし弁４７に配管接続した膨張水排出配管、４９は貯湯タンク４２内の水抜きを行うための排水用バルブ、５０は機器外排水管で、膨張水Ｗは圧力逃がし弁４７から膨張水排出配管４８と排水バルブ４９と機器外排水管５０から排水溝５１へと放出されるようになっている。
【特許文献１】特開平７−２１７９９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、電気温水器やヒートポンプ給湯機などの深夜電力を利用した貯湯式給湯装置は、ガスや石油給湯機からの買い替え需要や、新築市場におけるオール電化住宅への関心の高まりにより著しい需要の伸びがある。
【０００５】
しかしながら、電気温水器やヒートポンプ給湯機などの貯湯式給湯装置において、水を湯に加熱する過程において膨張水が発生するということは、ユーザにあまり理解されておらず、通常は貯湯タンク内の湯を排出するための排水用バルブから膨張水が排出されるのを見て、貯湯タンクから水漏れを起こしていると誤解されるケースが多く発生している。
【０００６】
特に、過去に水を加熱する際に膨張水の発生を伴わないガスあるいは石油の給湯機を使用していたユーザからの問い合わせが多く、ユーザからの水漏れが発生しているとの問い合わせの度にサービスマンが確認に向かわねばならないという課題が発生している。
【０００７】
また、冬季に排水用バルブおよび機器外排水管を流れる膨張水が凍結する恐れのある地域では排水用バルブに保温材を取り付け、さらに機器外排水管には凍結防止用ヒータを巻き付ける等の現場施工が必要となるが、必ずしもこれらの膨張水の凍結防止工事が確実に行われていない場合もある。
【０００８】
また、図５（ｂ）に示すように、機器外排水管が冬季に凍結しやすい地面上に直に接するように配設されていることにより膨張水が凍結している場合もある。
【０００９】
排水用バルブおよび機器外配水管内で膨張水が凍結した場合には、膨張水を排出することが出来なくなり、貯湯タンク内圧が上昇し、貯湯タンクや圧力逃がし弁や膨張水排出配管を破損する。そして、破損箇所から漏れた水が電気部品にかかり、電気的にショートするなどの事故となり水の加熱が行えなくなってしまう。すなわち膨張水の凍結により、ユーザが最も熱いお湯を多く必要とする冬季に湯が使えなくなるという課題がある。
【００１０】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、膨張水を貯湯熱量で蒸発させることにより、排水処理に関連する不具合を解消することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明の貯湯式給湯装置は、加熱手段により温めた湯を貯める貯湯タンクと、貯湯タンク内の内圧を逃がす圧力逃がし弁と、この圧力逃がし弁から排出される膨張水を、貯湯タンクに貯めた湯の熱を利用して蒸発させるようにした膨張水蒸発手段を備えた構成としたものである。
【００１２】
これによって、膨張水を蒸発させるので、膨張水を直接ユーザの目に触れることなく処理でき、ユーザが膨張水を水漏れと勘違いすることがなくなる。さらに、冬季に凍結の恐れのある排水用バルブや機器外排水管を膨張水が流れることがなくなるので、膨張水の凍結により電気部品がショートすることにより水の加熱が停止し、ユーザが湯を使えなくなるということもなくなる。すなわち、冬季でも安心して湯が使える、使い勝手の良い貯湯式給湯装置を提供することができる。さらに、膨張水の蒸発を深夜電力で沸かした貯湯タンクの湯の熱を利用して行うので経済的である。
【発明の効果】
【００１３】
貯湯タンクより発生する膨張水を貯湯熱量で蒸発させるための膨張水蒸発手段を設け、外部への排水処理をなくすことで、排水処理に関連する不具合、特に凍結により機体内への漏水をなくし、安全性を確保するとともに、冬季でも安心して湯が使える使い勝手の良い貯湯式給湯装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
第１の発明は、加熱手段により温めた湯を貯める貯湯タンクと、貯湯タンク内の内圧を逃がす圧力逃がし弁と、この圧力逃がし弁から逃がされた蒸気より為る膨張水を、貯湯タンクに貯めた湯の熱を利用して蒸発させるようにした膨張水蒸発手段を備えた構成としている。
【００１５】
そして、膨張水を蒸発させるので、膨張水を直接ユーザの目に触れることなく処理でき、ユーザが膨張水を水漏れと勘違いすることがなくなる。さらに、冬季に凍結の恐れのある排水用バルブや機器外排水管を膨張水が流れることがなくなるので、膨張水の凍結により電気部品がショートすることにより水の加熱が停止し、ユーザが湯を使えなくなるということもなくなる。すなわち、冬季でも安心して湯が使える、使い勝手の良い貯湯式給湯装置を提供することができる。さらに、膨張水の蒸発を深夜電力で沸かした貯湯タンクの湯の熱を利用して経済的に膨張水を処理することができる。
【００１６】
第２の発明は、膨張水蒸発手段を貯湯タンクの上面に密着するようにしている。
【００１７】
そして、水を加熱し始めると直ぐに熱いお湯が貯まり始める貯湯タンクの上面に膨張水蒸発手段が密着していることにより、膨張水の排出が始まると同時に膨張水を蒸発させることができるとともに、貯湯タンクの湯の熱を効率よく膨張水蒸発手段に伝えることができる。
【００１８】
第３の発明は、膨張水蒸発手段を略ドーナッツ形状としている。
【００１９】
そして、膨張水蒸発手段と貯湯タンクとの接触面積をより多くすることにより、迅速に膨張水を蒸発させることができる。
【００２０】
第４の発明は、加熱手段により温めた湯を貯める貯湯タンクと、貯湯タンク内の内圧を逃がす圧力逃がし弁と、この圧力逃がし弁から逃がされた蒸気より為る膨張水を、膨張水加熱ヒータにより温めて蒸発させるようにしたヒータ式膨張水蒸発手段を備えた構成としている。
【００２１】
そして、膨張水を膨張水加熱ヒータにより温めて蒸発させるヒータ式膨張水蒸発手段により処理するので、確実かつ迅速に膨張水を蒸発させることができる。
【００２２】
第５の発明は、ヒ−タ式膨張水蒸発手段を貯湯タンクの上面に密着するようにしている。
【００２３】
そして、水を加熱し始めると直ぐに熱いお湯が貯まり始める貯湯タンクの上面にヒータ式膨張水蒸発手段が密着していることにより、貯湯タンクの湯の熱を効率よくヒータ式膨張水蒸発手段に熱を伝えることができ、膨張水の排出が始まると膨張水加熱ヒータからの熱と、貯湯タンクの湯の熱により迅速に膨張水を蒸発させることができる。
【００２４】
第６の発明は、ヒータ式膨張水蒸発手段を略ドーナッツ形状としている。
【００２５】
そして、ヒータ式膨張水蒸発手段と貯湯タンクとの接触面積をより多くすることにより、ヒータからの熱だけでなく貯湯タンクからも多くの熱を受けるのでより迅速に膨張水を蒸発させることができる。
【００２６】
第７の発明は、蒸発した膨張水を貯湯式給湯装置の機器外に放出するようにしている。
【００２７】
そして、蒸発した膨張水を機器外に放出するので、ユーザの目に膨張水が触れる心配がなくなるとともに、蒸発した膨張水が機器内で再び凝縮して電気部品等に付着し、電気的にショートすることにより水の加熱が停止するということがなくなる。
【００２８】
第８の発明は、加熱手段により温めた湯を貯める貯湯タンクと、貯湯タンク内の内圧を逃がす圧力逃がし弁と、この圧力逃がし弁から逃がされた蒸気より為る膨張水を貯める膨張水タンクを備えた構成としている。
【００２９】
そして、膨張水を排水用バルブからでなく膨張水タンクに貯めるようにしているので、ユーザが膨張水を貯まるのを見て水漏れを起こしていると誤解することをなくすことができる。
【００３０】
第９の発明は、膨張水タンクを貯湯式給湯装置の機器本体より着脱自在な構成としている。
【００３１】
そして、着脱自在な膨張水タンクに膨張水を貯めるので、貯まった膨張水を花木への水やりへの利用、あるいは庭への打ち水等に利用できるようにしている。
【００３２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００３３】
（実施の形態１）
図１（ａ）は、本発明の実施の形態１における貯湯式給湯装置のシステム構成図であり、図１（ｂ）は、本発明の実施の形態１における膨張水蒸発手段の外観斜視図であり、図２は、同貯湯式給湯装置の部分断面斜視図である。
【００３４】
図１、図２において、１は電気温水器の製品で、２は円筒状の貯湯タンク、３は給水管、４は給水圧を減圧する減圧弁、５は水パイプ、６は貯湯タンク２内に臨むように取り付けられた加熱手段である加熱ヒータ、７は電動混合弁で貯湯タンク２と配管接続された略Ｔ字状の給湯パイプ８と水パイプ５に配管接続されていて、設定温度に応じて内蔵されている弁体（図示せず）の開度比率を制御することで所望の温度の混合水を得る構成としてある。
【００３５】
９は混合弁７で混合された混合水の温度を検知する温度検出器である給湯サーミスタ、１０は出湯管で給湯口であるカラン１１に接続されていて、カラン１１からの給湯量を検出する給湯流量検出手段１２を配管途中に備えている。１３は圧力逃がし弁で、略Ｔ字状の給湯パイプ８に配管接続されていて、貯湯タンク２の内圧が所定の第一圧力以上になると開閉弁（図示せず）を開き、圧力を逃がすようになっており所定の第二圧力以下になると開閉弁が閉じるようになっている。
【００３６】
１４は貯湯タンク上面に密着するように取り付けられたドーナッツ形状の膨張水蒸発手段で、より多くの熱を貯湯タンク２から得られるように接触面積が大きくなるようにしてあり、膨張水排出配管１５を介して圧力逃がし弁１３に配管接続されている。１６は膨張水蒸発手段１４に一体的に取り付けられた通気管であり先端部は雨水が浸入しないようにＬ字状に曲げてあり、蒸発した膨張水を機器外に放出するようになっている。１７は貯湯タンク２の湯を排水する排水用バルブで、機器外排水管１８を介して排水溝１９に湯を排出するようになっている。
【００３７】
次に、上記構成において、その動作を説明する。まず、沸き上げを行う場合は、貯湯タンク２に給水を行い満水状態にし、深夜電力を利用して加熱ヒータ６による水の加熱を開始する。温められた湯は浮力により貯湯タンク２の上部より貯まり始め、貯湯タンク２の湯温が所定の温度になり沸き上げが完了すると、加熱ヒータ６への通電を停止させる。
【００３８】
次に、膨張水Ｈの処理について説明する。沸き上げが開始されると、貯湯タンク２内の水温の上昇に伴いタンク内の圧力は上昇し始める。貯湯タンク２の内圧が圧力逃がし弁１３の高圧側の第一設定圧力に達すると開閉弁が開き、膨張水Ｈとして貯湯タンク２より湯を放出し、貯湯タンク２の内圧が一定圧力以上にならないようにしている。圧力逃がし弁１３から放出された膨張水Ｈは膨張水排出配管１５から貯湯タンク２上面に密着したドーナッツ形状の膨張水蒸発手段１４へと流れ込み、貯湯タンク２の湯の熱により蒸発し、蒸気として通気管１６から機器外に放出される。膨張水Ｈを放出した後に貯湯タンク２の圧力が低圧側の第二設定圧力以下になると圧力逃がし弁１３の開閉弁を閉じるようになっている。
【００３９】
次に、給湯を行う場合には、カラン１１が開かれると給湯サーミスタ９で検出される湯温と設定温度を比較し、設定温度になるように混合弁７により貯湯タンク２の湯と水パイプ５からの水道水を混合する。一方、貯湯タンク２には、カラン１１から湯が出湯されると同時に水道水が給水管３から水パイプ５を通って貯湯タンク２内へ供給される。
【００４０】
（実施の形態２）
図３は、本発明の実施の形態２における貯湯式給湯装置のシステム構成図である。
【００４１】
図３において、実施の形態１と同一部分は同一番号を付記して説明を省略する。実施の形態２の貯湯式給湯装置は、膨張水蒸発手をヒータ式膨張水蒸発手段２０とし、貯湯タンク２の湯の熱とともに、膨張水加熱ヒータ２１の熱により膨張水Ｈを加熱することにより、より迅速に膨張水Ｈを蒸発させることができるようになっている。
【００４２】
（実施の形態３）
図４は、本発明の実施例３における貯湯式給湯装置のシステム構成図である。
【００４３】
図４において、実施の形態１と異なる部分を説明する。実施の形態３の貯湯式給湯装置は、膨張水蒸発手段を備えておらず、水の加熱を行う過程で発生した膨張水Ｈを貯湯式給湯装置の機器本体１より着脱自在な膨張水タンク２２に貯めるようにしている。膨張水タンク２２には膨張水排出口２３が設けてあり、ユーザが膨張水タンク２２に貯まった膨張水Ｈを利用しない場合でも膨張水排出口２３から膨張水Ｈが自然に排出されるようになっており、膨張水引導管２４が閉塞されないようにしてある。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
以上のように、本発明に係る貯湯式給湯装置は、貯湯タンクより発生する膨張水を貯湯熱量で蒸発させるための膨張水蒸発手段を設け、外部への排水処理をなくすことで、排水処理に関連する不具合、特に凍結により機体内への漏水をなくし、安全性を確保するとともに、冬季でも安心して湯が使えるようにしたもので、屋外に設置して膨張水の発生を伴う機器全般に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】（ａ）本発明の実施の形態１における貯湯式給湯装置のシステム構成図（ｂ）同膨張水蒸発手段の外観斜視図
【図２】同貯湯式給湯装置の部分断面斜視図
【図３】本発明の実施の形態２における貯湯式給湯装置のシステム構成図
【図４】本発明の実施の形態３における貯湯式給湯装置のシステム構成図
【図５】（ａ）従来の貯湯式給湯装置のシステム構成図（ｂ）従来の貯湯式給湯装置のシステム構成図
【符号の説明】
【００４６】
２  貯湯タンク
６  加熱ヒータ（加熱手段）
Ｈ  膨張水
１３  圧力逃がし弁
１４  膨張水蒸発手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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